污水處理廠成本管理數(shù)字化轉(zhuǎn)型初探

□楊冰

當(dāng)今時(shí)代，正從工業(yè)—后工業(yè)時(shí)代向數(shù)字化時(shí)代邁進(jìn)。數(shù)字化時(shí)代特別突出科技創(chuàng)新與實(shí)體經(jīng)濟(jì)的結(jié)合，讓數(shù)字技術(shù)的創(chuàng)新充分融入到實(shí)體經(jīng)濟(jì)中，使互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等數(shù)字經(jīng)濟(jì)和技術(shù)成為驅(qū)動(dòng)實(shí)體經(jīng)濟(jì)內(nèi)涵式發(fā)展的動(dòng)力。筆者所在公司控股的多個(gè)污水處理廠，雖然屬于傳統(tǒng)的公用事業(yè)企業(yè)，同樣要積極順應(yīng)數(shù)字化發(fā)展潮流，超前謀劃，未雨綢繆，運(yùn)用數(shù)字化的管理手段，實(shí)現(xiàn)管理的精細(xì)化、科學(xué)化和現(xiàn)代化。

污水處理廠工藝及成本管理現(xiàn)狀

污水處理工藝及營業(yè)成本構(gòu)成。污水處理就是將從污染源排出的含污染物總量或濃度較高而達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)要求或不符合環(huán)境容量要求的污（廢）水，經(jīng)過人工強(qiáng)化處理，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的過程。處理工藝流程包括各種物理法、化學(xué)法和生物法及各種水處理方法優(yōu)化組合。污水處理廠處理工藝流程一般如下：污水——粗格柵——進(jìn)水泵房——細(xì)格柵——沉砂池——改良型DE 氧化溝（含預(yù)脫硝池）——輻流沉淀池——精密過濾器——紫外消毒渠——達(dá)標(biāo)排放。

對(duì)于污水處理企業(yè)而言，污水處理成本除了固定資產(chǎn)投入以外，主要是電耗及藥劑消耗，以及日常維修、大修改造、人員費(fèi)用等。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，物產(chǎn)中大公司下屬某污水處理廠2018年污水處理單位營業(yè)成本1.24元/噸，其中固定成本（折舊及攤銷）占31%、可變成本占69%，主要為污泥處置費(fèi)28%、能耗21%、藥劑費(fèi)7%、直接人工6%、維修費(fèi)4%等。

成本與費(fèi)用管理現(xiàn)狀。目前污水處理廠成本管理總體上還比較落后，主要表現(xiàn)在：一是未建立完整的成本控制信息管理系統(tǒng)，數(shù)字化水平低下，雖然有在線監(jiān)控設(shè)備，也獲得大量運(yùn)行數(shù)據(jù)，但沒有與成本管控有效結(jié)合，往往憑經(jīng)驗(yàn)管理，方案比較單一、不系統(tǒng)、不全面；二是預(yù)算管理薄弱，對(duì)成本支付核算主要還是采用傳統(tǒng)實(shí)報(bào)實(shí)銷的方式；三是成本管控的考核體系和獎(jiǎng)懲制度不健全；四是員工文化素質(zhì)不高，新技術(shù)、新管理應(yīng)用少。部分管理人員和普通員工缺乏成本控制及節(jié)約意識(shí)。大部分污水處理廠在成本管理上有很多挖潛的空間。

數(shù)字化管理應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)路徑

污水處理企業(yè)成本控制要在保障生產(chǎn)安全及符合排放標(biāo)準(zhǔn)的前提下，盡可能找到最優(yōu)的方案，以降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。尋找最優(yōu)方案的關(guān)鍵是運(yùn)用數(shù)字化管理的理念和方法，利用多種信息技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、生產(chǎn)運(yùn)行信息共享、設(shè)備養(yǎng)護(hù)自動(dòng)化管理、系統(tǒng)故障實(shí)時(shí)告警、生產(chǎn)報(bào)表自動(dòng)統(tǒng)計(jì)等功能；同時(shí)將專家經(jīng)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)技術(shù)緊密結(jié)合，利用人工智能和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)最優(yōu)化控制和精細(xì)化管理，實(shí)施污水企業(yè)生產(chǎn)運(yùn)營的最優(yōu)管理模式。數(shù)字化管理及人工智能應(yīng)用主要包括三個(gè)環(huán)節(jié)：數(shù)據(jù)采集及標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)分析、最優(yōu)方案選擇。

數(shù)據(jù)采集及標(biāo)準(zhǔn)化。污水處理廠在污水處理過程中產(chǎn)生的大量運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)于成本管理的數(shù)字化轉(zhuǎn)型非常關(guān)鍵。豐富的數(shù)據(jù)是人工智能應(yīng)用場景的基礎(chǔ)，沒有數(shù)據(jù)就沒有數(shù)字化轉(zhuǎn)型。數(shù)據(jù)還要標(biāo)準(zhǔn)化，只有污水處理數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，才能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效提取、傳輸和分析，建立數(shù)據(jù)模型，并進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)人工智能最優(yōu)方案的選擇，實(shí)現(xiàn)對(duì)成本管理的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，提升企業(yè)效益。污水處理廠的數(shù)據(jù)，一般可以分為六大類：一是污水相關(guān)數(shù)據(jù)，如污水出口排放水量、污水進(jìn)水水質(zhì)數(shù)據(jù)、污水出口水質(zhì)數(shù)據(jù)等；二是污泥相關(guān)數(shù)據(jù)，如污泥排放量、脫水前后污泥含水率、污泥濃度比等；三是能耗相關(guān)數(shù)據(jù)，如動(dòng)力耗電、照明耗電以及主要設(shè)備的電流、電壓值等；四是藥劑消耗相關(guān)的數(shù)據(jù)，如除磷藥劑PAC的投加量、補(bǔ)充碳源的藥劑投加量、污水消毒劑的投加量等；五是設(shè)備相關(guān)的數(shù)據(jù)，如設(shè)備名稱、類別、臺(tái)數(shù)、金額，設(shè)備運(yùn)行參數(shù)、時(shí)間、更換周期等；六是其他相關(guān)數(shù)據(jù)。

以上六大類數(shù)據(jù)是污水處理廠每天運(yùn)行的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料，能夠基本反映污水處理廠的運(yùn)行情況。目前這些數(shù)據(jù)部分來自于污水處理廠自控系統(tǒng)，部分來自財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)及人工采集。根據(jù)污水處理廠數(shù)字化轉(zhuǎn)型要求，第一，數(shù)據(jù)采集信息化、自動(dòng)化；第二，采集的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化；第三，數(shù)據(jù)采集重點(diǎn)應(yīng)放在污泥處置、能耗、藥劑等降低成本潛力大的環(huán)節(jié)。折舊及攤銷、直接人工等相對(duì)降低成本難度大，也予以適當(dāng)兼顧，以保證數(shù)據(jù)的完整性。研發(fā)建立信息自動(dòng)采集數(shù)據(jù)系統(tǒng)，是成本管控?cái)?shù)字化的基礎(chǔ)。

數(shù)據(jù)分析。采集數(shù)據(jù)特別是通過經(jīng)年累月長期收集數(shù)據(jù)后，就可以利用工具進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。污水處理廠全年運(yùn)行的各項(xiàng)指標(biāo)的平均值、最大值、最小值、累積值、對(duì)比值等可以簡單的統(tǒng)計(jì)計(jì)算出來。復(fù)雜的可以利用計(jì)算機(jī)通過大數(shù)據(jù)分析，直觀反映過程參數(shù)的調(diào)整與出水水質(zhì)變化的聯(lián)系，如污水處理廠中的微生物群體數(shù)量與污水出水指標(biāo)的關(guān)系，污水處理的三大關(guān)鍵因素：水、氣、泥之間數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)關(guān)系。并能推演出能耗、藥耗等投入對(duì)水質(zhì)影響的關(guān)系圖，以供決策參考。數(shù)據(jù)分析是成本管控?cái)?shù)字化管理的關(guān)鍵。

最優(yōu)方案選擇。每個(gè)污水處理廠在一定時(shí)期內(nèi)進(jìn)水水質(zhì)、設(shè)施、設(shè)備運(yùn)行參數(shù)都是在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，需要在這些范圍內(nèi)尋找到最優(yōu)化的運(yùn)行參數(shù)，可以通過數(shù)字化管理方法得到。即建立一個(gè)完善的污水處理廠的數(shù)字化管理體系，對(duì)近年數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)全面的采集，參考行業(yè)內(nèi)的先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)和管理經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)用人工智能方式，建立模型和大數(shù)據(jù)分析，可以對(duì)污水處理中的曝氣、藥劑、配水等進(jìn)行智能化計(jì)算，得到本企業(yè)污水處理成本管控最優(yōu)化的方案。

推進(jìn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的具體舉措

引進(jìn)培養(yǎng)高素質(zhì)、懂人工智能的復(fù)合型人才。在企業(yè)管理中，人才始終是第一要素。數(shù)字化轉(zhuǎn)型不是一蹴而就，它不僅是一個(gè)技術(shù)建設(shè)的過程，更是一個(gè)業(yè)務(wù)能力和管理能力提升的過程。目前污水處理企業(yè)員工普遍文化程度不高，高中及以下人員甚至占大部分，這與數(shù)字化管理要求相距甚遠(yuǎn)。必須加大人才隊(duì)伍建設(shè)，組建專家團(tuán)隊(duì)，尤其是加大水務(wù)、計(jì)算機(jī)、大數(shù)據(jù)分析、人工智能等方面的專業(yè)人才引進(jìn)及培養(yǎng)，為企業(yè)高質(zhì)量的發(fā)展奠定人才基礎(chǔ)。

建立數(shù)字化的綜合運(yùn)營管理系統(tǒng)。污水處理廠的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，必須要開發(fā)數(shù)字化的綜合運(yùn)營管理系統(tǒng)，包括以下基本功能：遠(yuǎn)程監(jiān)視管理、生產(chǎn)運(yùn)行管理、設(shè)備管理、成本管理、水質(zhì)化驗(yàn)管理、績效考核管理、辦公管理等，形成涵蓋企業(yè)運(yùn)營管理全流程的信息化管理平臺(tái)，同時(shí)數(shù)據(jù)采集要達(dá)到信息化、自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化的要求，以實(shí)現(xiàn)日常管理制度化和系統(tǒng)化，生產(chǎn)及成本控制精細(xì)化和節(jié)約化，工藝調(diào)度實(shí)時(shí)化和最優(yōu)化，幫助企業(yè)提升數(shù)字化管理水平，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

建立完善成本預(yù)算管理及績效考核制度。按照現(xiàn)代企業(yè)管理制度要求，一是建立成本預(yù)算管理制度，年初在大量數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上科學(xué)核定成本預(yù)算，并把成本預(yù)算劃分為幾個(gè)成本控制責(zé)任單元，各個(gè)責(zé)任單元應(yīng)明確其自身的職責(zé)，有效落實(shí)成本控制工作。二是要建立績效考核體系和獎(jiǎng)懲制度，明確權(quán)責(zé)，獎(jiǎng)罰分明，以保證成本控制制度的有效實(shí)施。

應(yīng)用推廣最先進(jìn)的污水處理技術(shù)和節(jié)能技術(shù)。先進(jìn)科學(xué)技術(shù)應(yīng)用是降低成本最直接的辦法。最好的污水處理技術(shù)與數(shù)字化轉(zhuǎn)型、人工智能應(yīng)用相結(jié)合，必定會(huì)找到既安全生產(chǎn)，又能達(dá)到污水治理排放標(biāo)準(zhǔn)，更能實(shí)現(xiàn)企業(yè)效益和社會(huì)效益最大化的整體優(yōu)化方案，成功實(shí)現(xiàn)企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。